林本堅院長(半導體研究學院院長)
講題:Chip Peace — Not War
林本堅院長(半導體研究學院院長)
講題:Chip Peace — Not War
2025年紫軾書院吳泉源教授紀念講座系列活動
Chip Peace — Not War
(本文刊於人社院訊epaper第506期)
由財團法人紫軾書院基金會贊助,人文社會學院主辦、社會學研究所協辦的「紫軾書院吳泉源教授紀念講座」邁入第三年,萬眾矚目的開場講座,特別與工業工程與工程管理學系共同協辦,邀請到國立清華大學半導體研究學院林本堅院長主講,近三小時的演講裡,為大家詳細闡述了世界半導體晶圓產業的發展歷史、技術革新、與環繞在產業鏈周圍的合作─競爭及未來展望。
本次講座簡禎富講座教授主持開場,他首先回憶2008年自清華大學借調至台積電時,跟講者有許多次接觸的機會,對講者的想法有了更加深入的瞭解,也曾邀請林院士擔任口試委員。當時的台灣受到金融海嘯的影響,不少產業受到巨大衝擊,也造成很多人才無處施展。時任國科會副主委的陳力俊校長提出了「固本精進計畫」,希望能透過政府的補助,守住台灣研發及產業人才。其中,跨足人文領域與理工領域的吳泉源老師成為了重要的溝通橋樑,在清華校園內持續推動跨領域合作事務。爾後也藉由推薦吳老師加入幾個計畫的共同主持人,持續進行合作。
簡禎富講座教授接著介紹本次講座主講者:林本堅院士是在越南出生的華僑,之後來台灣新竹中學讀高中,台大電機系畢業後至美國俄亥俄州立大學電機工程學攻讀博士,之後加入台積電,為台灣半導體產業做出許多重大貢獻。今天演講題目訂為「Chip Peace - Not War」-和平而非戰爭,顯見林院士對於現今國內外社會正面臨全球化衝擊與地緣政治影響有感而發,台灣、中國、美國的產業競爭,也如同林院士當年在中研院演講時所預言的白熱化。
從地緣政治的關注到寫作念頭的興起
「Chip Peace」是林本堅院士興起寫書念頭後,想要向社會大眾詳述的論點。他發現國際上從地緣政治切入來談論產業競爭的討論中,鮮少以台灣的角度做為出發點。在美國的時候,林院士以「和平」為論點發表了幾次演講與分享,常得到不錯的反饋。晶片的發展與運用一方面可以提升人類的個人能力與社會文明,也可能造成紛爭與負擔。早期晶片的發展與美國密不可分,其中特別引起我們關注的是由Gordon Moore(1929-2023)提出且運用至今的「摩爾定律」。摩爾定律的核心概念乍聽起來似乎很簡單:目標就是將晶片微縮,讓上面可容納的電晶體數目能增加。縮小有許多好處:如降低每一顆電晶體的成本,讓電流通過路程縮短使運算的速度加快,節省推動的電力功率等許多好處。五十年來晶片的進步已提升了超過一百萬倍。晶片的產業製造是一個需要多方面持續精進與技術發展所支撐起的大規模產業鏈,其中包含IC設計、晶圓生產製程與檢測、IC模組與通路販售;這之中還會受到其他因素,如:生產廠房與設備選擇、技術獨占與結盟、銷售市場的供需與擴張、國家/國安政策與環境永續等的影響。藉由持續將人才投入其中,擴大研究的規模,能以更快速的方式進行改良、發明與創造,促成了產業技術的成熟與進步。
專才、通才與活才
半導體產業興盛至今已經過五十年,無數的人才投身其中,思索要如何將晶片技術推進到下一世代-也就是將它縮小。許多人的思考與想像因而被限縮。受到曾任職於台積電的黃漢森博士(Dr. Philip Wong)史丹佛大學的教授,在陽明交大演講中所提出的觀點:「晶片微縮技術的發展就好像在一個越來越小的隧道裡面前進,走到盡頭不是死胡同,而會是又亮又廣的世界」所啟發,林院士認為,現今的晶片技術存在更多的方向與機會,等待著新穎的創造與發明出現。那麼,機會要如何掌握呢?林院士提出了三類人才觀點:「專才」是能在專門領域中發揮所學,掌握優秀技術的人;「通才」具有能夠與其他的專才進行良好的溝通;但身為清華大學半導體學院的院長,林院士特意強調第三種類型──「活才」在產業競爭中所扮演的關鍵角色:「活才」能夠擁有面對到不尋常事情的深度思考、進而提出發明,要能突破學校老師所不知道、無法教導的知識,走在領導產業技術最前端的人。
主持人簡禎富講座教授對於這三類人才的概念十分感興趣,也向林院士提問該如何結合跨領域的方式來培育人才。林院士以半導體學院的課程架構為例,藉由開設元件、設計、材料、製程四個領域的導讀課程,期望學生能夠進入這四大領域的世界,進而熟悉不同領域的語言。學院同時也規劃了書報討論課程,安排在不同領域各有所長的專業業界講師帶領同學進行討論:每週的討論課前15分鐘由講師自我介紹及公司介紹、後續1小時為專業領域教學與討論,目的是提升學生的技術和心態,加強與未來職場的連結。半導體學院亦開設「領導統御」、「企業領導」等課程,教授公司財報閱讀方式、談判技巧與商品定價等實務性的技藝。於半導體學院的課程安排,第一堂課將由院長「精神喊話」,向學生們灌輸「通才」、「活才」與社會道德的概念,提醒學生們,無論是在學校、講堂乃至於出社會後,要時時刻刻保有面對疑問的觀察與解決的能力及團隊合作的精神。
晶圓製程與複合成本考量
林院士於講座中,亦介紹了晶片技術製造、切割與曝光等製程所具有的長時間、高精密度的特性。在介紹曝光機的發展歷史中,林院士以荷蘭ASML成功研製的EUV曝光機為例,該曝光機光是研發就花了約20年,在多方技術上獲取創新與突破:為了降低光源波長以提升圖案解析度,製程需要在真空中操作;光罩和鏡頭也與傳統機器完全不同,運用了複合多塗層反射鏡。
因為前述的特性,晶圓廠的設置將受到土地取得、水電供應、環境保護等因素影響。對此,林院士也向聽眾分享過去在台積電工作時,如何帶領他的團隊,評估在南部科學園區(南科)設廠的可能性,並判斷廠房是否會受到當時正規劃中的高鐵路線所帶來的微震動導致失敗。藉由自導的實驗及與當地實驗團隊的合作、團隊內的腦力激盪,測試才得以順利實施並提出不會有所影響的結論。
參與本次活動的一位清華校友提問,中國近年持續投入發展半導體產業中的曝光機技術,台灣半導體產業是否也應該跟進,以增強自身實力?林院士再次以荷蘭ASML的EUV曝光機為例,說明這台運用在先進製程的機器成本極高,而且需要結合多國的合作。台灣本著各國獨特長處互補的原則來促進半導體科技的普世迅速發展。如果各國都要增強自身全面的實力,則全世界會有極大的人才荒,半導體科技的發展也會因而受到抑制。
失衡的世界:和平的可能性在何方?
經由講者闡述,支撐半導體產業所需要的人員數量與專業素質都相當高,該產業帶來經濟/軍事等方面的巨大潛能,也促使世界各國持續投入人力和物力,造成供不應求的狀況。以美中貿易戰為例,美國政府啟動保護本國利益的圍堵政策,讓亟需晶片的中國市場只能轉尋求內部供應,帶動中國原本處於中級的半導體產業運用其他方案滿足市場需求;同時,隨著美國政府施壓降低高等學府所提供之獎學金數量,使中國裔的專業人才回流,間接促使中國的半導體產業在幾個關鍵技術點獲得突破,在這場經貿競爭中加速腳步、迎頭趕上。若以「晶片戰爭」的政策思考著眼,最終只會投入過多的資源、削弱自身的優勢,落入如同當年越戰一樣的教訓。
陳力俊校長好奇講者如何以地緣政治的角度切入,試圖推導出所謂「雙贏情境」(win-win situation),並使其成為可能?林院士語帶幽默的表示在無法競選美國總統的前提下,要以「教育」點醒美國人民不明白地縁政治而投票所帶來的後果;在評估投稿美國媒體社論的有限成果後,面對有智識、對於不熟悉半導體產業有興趣的美國人民,林院士規劃將自身的理論寫成一本書,以期能對這個廣大的世界,貢獻自身的微小力量。
對於參與本場活動的清大工工系與社會所學生所提出,美中兩國間持續在經貿上的對立、緊張局勢,我們該如何應對?林院士表示,現今人類文明的高度物質發展與全球化連結,不應該再次發生野蠻的戰爭行為。期許地球上的人們都能轉向關注地球整體的利益,例如解決地球暖化,以世界大同的目標來建立正確的心態與修養,避免事不關己的旁觀,以具體的行動為和平奮鬥。(撰稿/林至軒 校對/楊釺玉)